2023-03-20
一、项目实施的工作基础
1. 问题的提出
近十年来，内蒙古大学自动化专业的课程体系不断地完善和革新，引入了一些先进的教育科研成果，但是各课程基本上是按学科门类设置，基本只关注本学科的理论统一和观点一致，而在各门课之间及相关的边缘学科都缺乏涉及。并且实践教学环节明显不足，由于学生参与实践的机会与锻炼较少，大部分学生在实际工作中解决实际问题的能力存在较大的局限性。与此同时，自动化专业教学课程设计趋于大众化，没有过多地将自治区甚至国家社会的发展趋势与需求考虑到教学中来，同时也没有形成新工科背景下自动化专业的专业特色。
2. 研究和改革所要解决的核心问题
（1）学生专业基础相对薄弱，学生逻辑思维和分析问题能力相对不足的问题。
新工科背景下知识更新快，对自动化专业人才的专业基础提出更高要求，具有扎实专业基础的学生更容易学习新知识，适应能力强，发展有后劲。如何强化专业基础，提高学生的逻辑思维和分析问题能力，需要给出有效的途径。
（2）实践教学体系不够完善，学生实践动手和独立思考能力相对薄弱的问题。
传统实践教学环节分散、内容相对滞后、理论教学和实践教学脱节；第一课堂第二课堂结合不紧密，学生实践能力没有有效的测量引导机制，学生解决复杂工程问题的实践动手能力不强。
（3）双创教育定位不够清晰，学生创新意识和创新实践能力相对欠缺的问题。
传统的创新创业教育没有与专业教育有机结合，通常将双创教育简单地理解为搞一些双创活动、参加一些双创竞赛；创新创业教育定位不清晰、平台不健全、机制不完善，学生的创新意识和创新实践能力不强。
二、改革思路及举措
1. 研究方法和研究过程
近年来，项目组依托自治区级实验教学示范中心等项目，对自动化专业创新人才培养体系进行了研究探索和实践检验，提出了“育人为本，基础为根、实践为基、创新为魂”的人才培养理念，构建了“课程引领-平台支撑-协同驱动”自动化专业创新人才培养模式，该模式包含逐级递进强化能力的三个层次：
（1）课程引领，强基础层。通过“强基，拓面，提质，增效”的“四轮驱动”夯实基础，提升学生的逻辑思维能力和分析问题能力；
（2）平台支撑，强实践层。通过“实践教学作为主体，以实践教学平台和实践创新平台作为两翼”的“一体两翼”强化实践，提升学生解决复杂工程问题的实践动手能力；
（3）协同驱动，强创新层。通过“科教协同、产教融合、校企合作”的“三位一体”促进创新，构建融入式、协同性、多元化为一体的创新人才培养新模式，提升学生的创新思维和创新实践能力。
图1 自动化专业创新人才培养模式
2. 教育教学方案
（1）课程引领，“四轮驱动”，夯实专业基础。
修订人才培养方案，优化课程体系结构。新版人才培养方案贯彻了“夯实专业基础、加强成长成才教育、加强通识教育、加强创新创业教育、加强跨学科教育”的“一夯实四加强”教学改革工作思路。以项目为驱动的模块化课程体系如图2所示。
强基：优化课程体系，增设了离散数学（32学时），加大了数学、物理、电子技术等专业类基础课比重。
拓面：专业方向课增设了人工智能、机器视觉及图像处理等交叉学科课程，以及先进机器人技术专题讲座，拓展学生知识面。
提质：开设科研训练与综合性实践教学环节，立足第一课堂，开展第二课堂，提高教学质量。
增效：应用现代信息技术工具，增加课堂教学效率。在课程教学中引入辅助教学软件平台。
图2 以项目为驱动的模块化课程体系
（2）平台支撑，“一体两翼”，强化实践教学。
构建科研训练平台，培养实践创新人才。实施了“以学生为中心，学+教+创新实践体验”三元支撑的创新人才培养模式。以基础训练、专业实践为支撑，打破课程壁垒，整合优化贯通实践教学内容，把实践教学课程升级改造为工程设计项目，把方案设计、制作调试、分析改进及团队合作、创新精神、自主学习等融合在课程设计、科技竞赛和大创项目中，培养设计思维能力、知识整合运用能力，提升工程实践能力和创新创业能力。自动化专业实践教学体系如图3所示。
一体：以实践教学为主体，将理论知识贯穿到项目中，让学生能够更快地将学习到的知识应用到实践中，从而加深学生对新知识的理解。
两翼：两个实践平台，一个是实践教学平台—本科生实验室；另一个是实践创新平台—内蒙古大学“创新之家”，该平台是学校和学院联合打造的大学生科研训练和学生创新实践平台。
图3 自动化专业实践教学体系
（3）协同驱动，“三位一体”，促进创新教育。
推动校企合作模式，搭建协同育人平台。实施了“草原雄鹰”创新人才培养计划：全员参加大学生电子电路设计大赛，申报大学生创新创业训练计划项目，参加课外学术科技作品竞赛。实现了“协同育人、校企合作、优势互补、共建共享、产学双赢”的目标；形成了“教学→科研→产业→应用→教学”协同育人的良性互动模式，协同育人模式如图4所示。
科教协同：引进学科优势，建立科教协同育人机制。将科研成果有效转化为教学内容，在教学实施过程中合理地融入科研方法，拓展学科研究方向，强化创新意识，培养创新精神。
产教融合：引入产教融合，制定项目教学培养标准。以产学深度合作为依托，以教育部产学合作协同育人项目为载体，深入企业调研，开展校企合作。
校企合作：校企互动，探索“教学-设计”模式。通过“做中学”“学中做”，参与企业的研发项目、工程实例，培养未来工程师的综合品质和工程能力。
图4 协同育人模式
3. 实施过程
（1）以学生发展为本，实施本科生导师制。
自动化专业目前实施本科生导师制。导师制分两个阶段进行：第一阶段：大学一年级，重点是导学；第二阶段：大学二、三、四年级，重点是导研，引导学生参加科研训练，有意识地培养学生的创新意识、实践能力和综合素质。
建立导师制是自动化专业确立“以学生为中心”的教育教学理念，深化教育教学改革，提高本科人才培养质量的重要措施，是加强师生交流、引导和激励学生创新的有效途径。
（2）以学生能力培养为标，实施“草原雄鹰”创新人才培养计划。
按照内蒙古大学“双一流”建设工作要求，大力培养学生创新精神和创新能力，切实提高大学生自身素质和就业竞争力，提升学院的办学水平和育人质量，自动化专业制定了“草原雄鹰”创新人才培养计划。该计划分三个阶段实施：全员参加学院组织的大学生电子电路设计大赛；组织申报大学生创新创业训练计划项目；组织参加大学生课外学术科技作品竞赛。
图5 “三层次”“草原雄鹰”创新人才培养计划
（3）实施融入式、协同性、多元化为一体的创新人才培养新模式。
依据《普通高等学校本科专业目录》、《专业教学质量国家标准》和《中国工程教育认证通用标准》，并按照《内蒙古大学关于修订本科专业人才培养方案的指导意见》文件修订了人才培养方案。新版人才培养方案较以往有以下3个特点：
（A）学院三个专业基础课全部打通，实行统一教学、学生不分专业自由选课。低年级按类教学，实施通识教育和专业基础教育；高年级进行宽口径专业教育，同时注重学科专业交叉与融合。
（B）各专业选修课按方向设置2个课程群，学生可以根据兴趣、特长在所学专业中选择不同方向学习。
（C）加大了实践教学比重，实践学分占到总学分的30%以上，同时增加了第二课堂，包括学生竞赛、科研训练、文艺活动、体育比赛、公益活动等。
三、项目成果的特色和创新
1. 项目成果的特色
提出了“育人为本，基础为根、实践为基、创新为魂”的人才培养理念，构建了以能力为核心，“一体两翼”、“三位一体”、“四轮驱动”的创新人才培养新模式。
2. 项目成果的创新
（1）以工程理念为主线，科学构建课程体系——通过“四轮驱动”夯实基础，提升学生逻辑思维和分析问题能力。
积极探索综合性课程、面向工程实际问题的多视角课程、交叉学科研讨课程，以学科前沿、产业和技术的最新发展推动教学内容更新和升级。实践课程教学强化工程教育理念，以工程项目为载体，坚持工程理念贯穿始终。以项目形式开展毕业设计，从现场调研、方案设计、产品开发到毕业设计答辩的全过程，着重培养学生工程领导力、沟通与合作等核心能力和素质。
（2）以能力培养为核心，搭建多元实践平台——通过“一体两翼”强化实践，提升学生实践动手和独立思考能力。
依据人才培养目标，有效整合校内实验资源，按“基础实验→综合训练→创新训练”的递进式能力培养过程，提高学生专业技术水平，满足社会对自动化专业人才的需求。学院将教学实验室-创新实验室-工程中心和企业相结合，构建教学、科研与生产实践紧密结合的产学合作协同育人实践平台，形成富有特色的实验教学模式。
（3）以产业需求为导向，促进产教深度融合——通过“三位一体”促进创新，提升学生创新思维和创新实践能力。
为实现行业、企业、学会、学校多主体协同育人的目标，学院和合作企业签订协议，共建“3.5+0.5”模式的协同育人教育平台，促进产学合作、产教融合。基于多主体协同育人平台，学生前三年半以在学校学习为主，最后半年可到合作企业学习和实践，做到个性化选择、实战化训练、前沿性引领、品质化培养。
四、项目建设成效
1.毕业生培养质量稳步提升、创新创业能力不断增强。
本科生初次就业率平均在85%以上，升研率在20%以上，就业质量和升学质量稳步提升。获批大学生创新创业训练计划项目159项，在校学生参与项目比例达65%以上；学生参加课外学术竞赛获国际级奖项二等奖3项，三等奖4项；国家级特等奖1项、一等奖8项、二等奖18项、三等奖20项；省部级一等奖6项、二等奖16项，三等奖48项；2名同学的国创项目成果入选全国大学生创新创业年会优秀展示项目，学生创新创业能力不断增强。
图6 2010年-2022年本科生参与大创项目情况
成果受益面广，人才培养质量高，毕业生受到用人单位和继续深造高校的赞扬，如获得2022年中国电力行业管理创新特等奖；中国石油工程建设协会二等奖；中国人民解放军“四有”优秀军官；深圳市大疆创新科技有限公司杰出个人奖；2013级本科生孙贵宾被保送北航直博，毕业后留校任教。
2.实践体系特色鲜明、平台交叉融合、学生受益面广。
开设实验课42门，研究型实践课15门，实验项目500余项，创新性、综合型设计项目占50%以上。实验内容覆盖面宽、服务全校6个专业，年均受益学生1000余人次。学院和法国ALDEBARAN Robotics公司、台湾凌阳科技股份有限公司、北京钢铁侠科技有限公司、深圳市越疆科技有限公司共建“科教创新基地”，为同学们提供了创新教育和创新实践平台。
内蒙古大学创新之家已经具有各类专业设备和实验室自制设备，专业实践教学体系完整，创新创业实践环节充实的人才培养体系。成员多次参加各级各类大赛等并取得了优异的成绩，升研率、就业率、就业质量等都达到了极高的水平。内蒙古大学“创新之家”获评“芙蓉学子·团队合作奖”，“芙蓉学子·学术创新奖”，内蒙古自治区科普示范基地，内蒙古自治区科普教育基地，全国大学生创新创业教育优秀案例。
图7 产学合作、协同育人创新基地
3.建成了一批一流的优质教学资源，优化学生成长环境。
“新工科背景下自动化专业改造升级探索与实践”项目获批教育部第二批新工科研究与实践项目，自动化专业入选自治区一流本科专业，2名教师获评自治区高等学校“教坛新秀奖”，5门课程获批自治区一流本科课程，1门课程获批自治区在线开放课程。出版工程数学系列教材4部，获自治区教学成果奖二等奖；《传感器与检测技术》获评国家级“十二五”高等学校规划教材，10余所高校采用；《现代控制理论》（教材）获评“十一五”规划优秀教材一等奖。工程数学系列教材曾先后被四川大学、中北大学、中国海洋大学、内蒙古大学、河北大学等20多所院校选作教材使用。截至2021年，累计销售图书达万余册，对工程数学课程教学改革起到了辐射和示范作用。
学院联合内蒙古农业大学等区内13所本科院校成立《中国高校电工电子在线开放课程联盟》内蒙古自治区工作委员会。学院和哈尔滨工业大学、吉林大学等33所高校联合申报并获批北部地区电工电子基础课程群虚拟教研室。
五、社会反响
近十年，北京航空航天大学、北京邮电大学、北京理工大学、西安电子科技大学、大连理工大学、太原理工大学、山西大学、燕山大学、内蒙古科技大学、内蒙古工业大学等区内外20多所高校同行、企业专家到内蒙古大学“创新之家”考察、交流，“创新之家”业已成为内蒙古大学创新创业教育品牌。内蒙古电视台、内蒙古新闻网、内蒙古广播网、内蒙古晨报等媒体对内蒙古大学“创新之家”进行了报道。
（来源：内蒙古大学）